暖通空调净化除尘设备中的滤料及其制备方法和应用 【技术领域】
本发明涉及一种暖通空调净化除尘设备中的滤料及其制备方法和应用。
背景技术
目前，在大型楼宇、医院、机场、纺织厂、化纤厂、卷烟厂、造纸厂等泥尘和纤维尘较多的使用中央空调的公共场所使用的暖通空调净化除尘设备中所用的滤料一般为纸质的玻璃纤维过滤布、聚脂纤维过滤布(滤芯)和针刺的初、中、高效、亚高效涤纶过滤毡。这些纸质和针刺纤维滤料缺陷是气流运行阻力较高，除尘效率较低，且无法对此进行有效控制。同时滤料抗拉强度差，易磨损，尚未找到稳定、有效的清灰方式。目前通常使用的清灰方式主要有脉冲气流清灰和负压吸嘴清灰两种，但由于滤料的抗拉强度较差等原因，实际使用中滤料的过滤效率大大降低。
【发明内容】
本发明的目的在于，针对目前大型楼宇、医院、机场、纺织厂、化纤厂、卷烟厂、造纸厂等泥尘和纤维尘较多且空气含尘浓度小于或等于200mgN/m3的公共场所使用的通风除尘设备中所用的滤料存在的问题，提供一种新的暖通空调净化除尘滤料及其制备方法和应用。
本发明的目的是这样实现的：一种暖通空调净化除尘设备中的滤料，其特征在于：在基布的表面均匀植绒后形成的具有不同高度的底绒层和表绒层，所述的基布由阻燃纤维针织布，基布的厚度为0.25～0.35mm，表绒层和底绒层均为阻燃纤维，表绒层的阻燃纤维直径为2.5～3.5d，长度为7～16mm，底绒层的阻燃纤维直径为1.2～2.0d，长度为2～5mm，表绒层与底绒层中的纤维数量比为1∶1.2，制备成后滤料密度为450～500g/m2；空调净化除尘滤料能够防水防油、抗静电、杀菌抗病毒和抗腐蚀耐磨损，可以是其中的一种，也可以是其中的数种。
在本发明中：表绒层和底绒层采用与基布同材质的阻燃纤维，所述的阻燃纤维为经过纤维阻燃剂处理的涤纶纤维、晴纶纤维、聚四氟乙烯纤维中的一种。
在本发明中：针织基布的阻燃纤维直径为3.8d，基布克重为200g/m2，所述的底绒呈卷曲状。
在本发明中：底绒层与表绒层顶部的垂直高度比为1∶2.5。
上述暖通空调净化除尘设备中的滤料制备方法，其特征在于：将阻燃纤维针织形成基布；先在基布的正面以针织法均匀植上底绒，然后在植有底绒的基布正面以针织法再均匀植上表绒，形成具有不同高度的底绒层和表绒层；将植绒后外露于基布背面的阻燃纤维烧结清理；再用处理剂浸渍，在基布背面涂刷浆料；最后在拉幅定型设备上焙烘和定型，焙烘温度90～125℃，形成暖通空调净化除尘设备中的滤料。
在本发明的制备方法中：针织基布的阻燃纤维直径为3.8d，基布的厚度为0.25～0.35mm，克重为200g/m2；表绒层的阻燃纤维直径为2.5～3.5d，长度为7～16mm，底绒层的阻燃纤维直径为1.2～2.0d，长度为2～5mm，表绒层与底绒层中的纤维数量比为1∶1.2，底绒层与表绒层顶部的垂直高度比为1∶2.5，制备成后滤料密度为450～500g/m2；在基布背面涂刷的浆料为醋酸脂变性淀粉与水的混合物。
在本发明的制备方法中：基布、表绒层和底绒层为同材质的阻燃纤维，所述的防水防油处理剂为有机氟树脂，所述的抗静电处理剂为聚丙烯酸脂，所述的杀菌抗病毒处理剂为纳米Al2O3-Si2-TiO2-ZnO材料，所述的抗腐蚀耐磨损处理剂为聚四氟乙烯乳液。
在本发明的制备方法中：当底绒层阻燃纤维地直径大于1.8d，先将阻燃纤维在加热的数道轧辊上烫熨，表面梳剪后形成卷曲状，然后再以针织法将卷曲状的阻燃纤维均匀植在基布的正面形成底绒层。
一种上述暖通空调净化除尘设备中的滤料的应用，其特征在于：适用于气体中含尘物质为泥尘和纤维尘，气体温度小于或等于150℃，相对湿度为50～85％，处理风量小于或等于15000m3/h，过滤风速小于或等于0.3m/s，含尘浓度小于或等于200mg/Nm3的大型楼宇、医院、机场和纺织厂、化纤厂、卷烟厂、造纸厂等使用中央空调的公共场所通风除尘系统使用的暖通空调净化除尘设备中。
在本发明的应用中：所述的公共场所为：大型楼宇、医院、机场、纺织厂、化纤厂、卷烟厂、造纸厂等使用中央空调较多的地方。
本发明的优点在于：由于基布的单位面积重量为200g/m2，使其孔隙率较高，所以滤料表面的毛绒密度较其它机织和非织造滤料至少低30％，透气性能至少高30％，过滤阻力至少低30％，单位能耗至少低于其它类滤料30％；由于基布采用阻燃纤维针织布，同时表绒和底绒均为与基布同材质的阻燃纤维，可以确保滤料在较高的温度环境下安全使用；由于在基布的表面均匀植有表绒和底绒，在空气净化处理过程中，较长的表绒可以捕捉到更多的尘粒，而呈卷曲状的底绒与尘体汇合后形成一个新的过滤层；由于在制备过程中，在基布背面涂刷浆料，焙烘和定型后，可以防止基布使用中发生变形，增加滤料的抗拉强度；在制备过程中浸渍功能性处理剂，可以赋予滤料在特定的环境中具有除尘以外的新的功能。
【具体实施方式】
实施例1
基布：厚度为0.25～0.35mm，由阻燃纤维针织后形成，针织基布的阻燃纤维直径为3.8d，基布的克重为200g/m2。
表绒：采用与基布相同材质的阻燃纤维，纤维的直径为2.5～3.5d，长度为7～16mm。
底绒：采用与基布相同材质的阻燃纤维，纤维的直径为1.2～2.0d，长度为2～5mm。
制备方法
先在基布的正面以针织法均匀植上底绒；再在植有底绒的基布的正面以针织法再均匀植上表绒，形成具有不同高度的底绒层和表绒层，其中，表绒层和底绒层中的纤维数量比为1∶1.2，制备成后滤料密度为450～500g/m2。
将植绒后外露于基布背面的阻燃纤维烧结清理；再用处理剂浸渍，处理剂可以择一或部分或全部选择常用的防水防油处理剂，或抗静电处理剂，或杀菌抗病毒处理剂，或抗腐蚀耐磨损处理剂；在基布背面涂刷浆料，在基布背面涂刷的浆料为醋酸脂变性淀粉与水的混合物。
将背面涂刷浆料的基布在拉幅定型设备上焙烘和定型，焙烘温度90～125℃，最后形成暖通空调净化除尘设备中的滤料。
具体实施时，如果底绒层的阻燃纤维如果直径较小(直径小于1.8d)，在除尘设备运行过程中会受热而自行弯曲，不用处理成弯曲状再植绒；而对于直径较大(直径小于1.8d)的阻燃纤维通常是在加热的数道轧辊上烫熨并表面梳剪而形成卷曲状，然后再以针织法将卷曲状的阻燃纤维均匀植在基布的正面形成底绒层；滤料可以根据的使用要求不同的在制备过程中选择不同的处理剂，例如，所述的防水防油处理剂选择有机氟树脂，所述的抗静电处理剂可以选择聚丙烯酸脂，所述的杀菌抗病毒处理剂可以选择纳米Al2O3-Si2-TiO2-ZnO材料，所述的抗腐蚀耐磨损处理剂可以选择聚四氟乙烯乳液。
实施例2
平板式除尘机组、筒式除尘机组、蜂窝式除尘机组是我国目前与暖通空调配套使用的常用净化组合式除尘机组，它们主要用于大型楼宇、医院、机场和纺织厂、化纤厂、卷烟厂、造纸厂等使用中央空调的公共场所除尘系统的空气净化。实施例1获得的暖通空调净化除尘设备中的滤料可以根据不同结构及不同型号的机组，灵活应用在所述机组中。具体地说，可以根据机组的实际情况，剪切成不同尺寸后，覆盖固定在平板式除尘机组的平板金属滤网表面，或覆盖固定在多个桶状金属滤网表面，或剪卷成不同尺寸的块状物，缝制成筒状后安装在蜂窝式除尘机组中。
实施例3
在平板式除尘机组中进行对比试验
机组型号：BCA300-5(中国飞行试验研究院远方环保设备厂生产)
在空气含尘浓度150mg/Nm3，相对湿度65％的模拟试验房间中，除尘机组安装传统的纸质和针刺的新滤料，电热进入除尘机组的气体温度控制在150℃，过滤风速为0.1m/s，设备工作1小时后的空气含尘浓度3-4mg/m3，气流通过滤料的负压值为140Pa-150Pa；在同等试验条件下，更换为实施例1的滤料，在同等试验条件下空气含尘浓度在1～3mg/m3，气流通过滤料的的负压值为95Pa-105Pa。可见，本发明的除尘效果和耗能状况明显优于传统的滤料。
以上各实施例不是对本发明的具体限制。